特許ウォッチ

公開番号2024057352
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-24
出願番号2022164037
出願日2022-10-12
発明の名称電力系統監視装置、電力系統運用監視方法、およびプログラム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/00 20060101AFI20240417BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】送配電設備の信頼性を確保しつつ、電力系統の送電容量を増加させることが可能な電力系統監視装置を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る電力系統監視装置は、電力系統の送配電設備を含む評価対象エリアの気象に関する気象データを気流解析した結果に基づいて、送配電設備の風況を推定する風況推定部と、送配電設備の風況の推定結果に応じて、送配電設備の潮流値として、予め設定された定格値以上となる最大潮流値を算出する潮流値計算部と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統の送配電設備を含む評価対象エリアの気象に関する気象データを気流解析した結果に基づいて、前記送配電設備の風況を推定する風況推定部と、
前記送配電設備の風況の推定結果に応じて、前記送配電設備の潮流値として、予め設定された定格値以上となる最大潮流値を算出する潮流値計算部と、
を備える電力系統監視装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記風況推定部は、前記送配電設備の区間ごとに風況を推定し、
前記潮流値計算部は、前記区間ごとに前記最大潮流値を算出し、
前記送配電設備の中で前記最大潮流値が最も低くなる区間をボトルネック区間として特定するボトルネック特定部をさらに備える、請求項１記載の電力系統監視装置。
【請求項３】
前記送配電設備を地図上に描画し、前記送配電設備の各区間の最大潮流値を、その大きさに応じて色分け表示するとともに、前記地図上に前記評価対象エリアの気流解析結果を表示する表示部をさらに備える、請求項１または２に記載の電力系統監視装置。
【請求項４】
予め設定された時間単位で前記気象データを受信する受信部をさらに備え、
前記風況推定部は、前記時間単位で前記送配電設備の風況を推定し、
前記潮流値計算部は、複数の電力系統にそれぞれ設置された前記送配電設備ごとに、前記時間単位で前記最大潮流値を算出する、請求項１または２に記載の電力系統監視装置。
【請求項５】
前記最大潮流値を上限として、上限から前記送配電設備の潮流値を引いた差分を余裕度として、前記送配電設備ごとに算出する余裕度計算部と、
前記余裕度が所定の値以上となるように前記電力系統の発電計画データを作成する発電計画作成部と、をさらに備える、請求項１または２に記載の電力系統監視装置。
【請求項６】
前記潮流値計算部は、前記風況推定部の風況の推定結果に基づいて、前記送配電設備の区間ごとに風況の信頼区間を算出し、前記信頼区間に応じて、前記最大潮流値を補正する、請求項１または２に記載の電力系統監視装置。
【請求項７】
前記潮流値計算部は、前記風況推定部の風況の推定結果に基づいて、前記推定結果の確率分布を算出した上で、前記最大潮流値の確率分布を算出し、
前記発電計画作成部は、送配電ロスの最小化、発電設備の発電コストの最小化、再生エネルギー発電装置の出力の最大化、および発電設備の排出二酸化炭素の最小化のうちの少なくとも１つを目的関数として、潮流計算の結果に基づいて前記送配電設備の上限温度に達しない発電計画データを作成する際に、前記最大潮流値の確率分布に基づいて前記目的関数の期待値を求める、請求項５記載の電力系統監視装置。
【請求項８】
前記風況推定部は、風況の推定結果と実測値とを比較した結果を用いて前記送配電設備の区間ごとに風況の推定精度を算出し、前記推定精度が所定値以下の区間について、気流解析に用いるモデルを再構成する、請求項１に記載の電力系統監視装置。
【請求項９】
前記風況推定部は、風況の推定結果と実測値とを比較した結果を用いて前記送配電設備の区間ごとに風況の推定精度を算出し、前記推定精度が所定値以下の区間を、風況センサの設置を推奨する区間として特定する、請求項１に記載の電力系統監視装置。
【請求項１０】
前記風況推定部は、前記送配電設備の区間ごとに風況を推定し、
前記潮流値計算部は、前記区間ごとに前記最大潮流値を算出し、
前記送配電設備の中で前記最大潮流値がしきい値以下となる区間をボトルネック区間として特定し、前記ボトルネック区間を風況センサの設置を推奨する区間として特定するボトルネック特定部をさらに備える、請求項１に記載の電力系統監視装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力系統監視装置、電力系統運用監視方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
昨今の電力自由化により風力発電装置や太陽光発電装置などの再生可能エネルギー発電装置等により発電された電力が、既設の送配電設備を介し送配電される場合も多くなった。再生可能エネルギー発電装置の有効利用を推進するとともに、既設の送配電設備をどのように有効活用するかという議論が盛んに行われている。
【０００３】
その中で、気象条件（気温、風、日照）を考慮して最大電流量を決めるダイナミックレーティングの適用が期待されている。ダイナミックレーティングとは、予め定められた送配電設備の潮流値に対して、送配電設備が上限温度以下となる潮流値に変更して、電力系統の送電容量を増加させる技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２０／０９００２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダイナミックレーティングでは、例えば送配電設備の一つである送電線の電流容量が、気象条件を考慮して動的に設定される。この電流容量は、送電線の熱容量によって制限される。この熱容量は、ジュール熱、太陽光の熱吸収、風による対流損失、および外気温との温度差で生じる放射損失によって変化する。対流冷却および放射冷却については、風況の影響が大きい。そのため、風況の予測精度が不十分であると、例えば熱容量の上限を超える電流が送電線を流れるといった事態が起こり得る。この場合、送配電設備の信頼性が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、送配電設備の信頼性を確保しつつ、電力系統の送電容量を増加させることが可能な電力系統監視装置、電力系統運用監視方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る電力系統監視装置は、電力系統の送配電設備を含む評価対象エリアの気象に関する気象データを気流解析した結果に基づいて、送配電設備の風況を推定する風況推定部と、送配電設備の風況の推定結果に応じて、送配電設備の潮流値として、予め設定された定格値以上となる最大潮流値を算出する潮流値計算部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本実施形態によれば、送配電設備の信頼性を確保しつつ、電力系統の送電容量を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る電力系統監視装置を用いた電力運用システムの全体構成を示すブロック図である。
送電線の設置例を示す模式図である。
第１実施形態に係る電力系統監視装置の構成を示すブロック図である。
第１実施形態に係る電力系統監視装置が電力系統を監視する動作の手順を示すフローチャートである。
風況推定動作の詳細を説明するための図である。
広域エリアの気流解析データの一例を示すグラフである。
、送電線の区間ごとの最大潮流値と、風況推定部の気流解析結果と、の表示画像の一例を示す図である。
余裕度データの一例を示す図である。
余裕度の表示例を示す図である。
風速ビンの出現比率の分布図の一例である。
（ａ）は各風速の発生確率の分布図の一例であり、（ｂ）は風向に対応する送電線の導体との成す角度の発生確率の分布図の一例であり、（ｃ）は送電線の許容電流の発生確率の分布図の一例である。
第２実施形態に係る風況推定ステップを説明するための模式図である。
気象予測地点と風速推定地点の風速トレンド波形の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。下記の実施形態は、本発明を限定するものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許